JP6934326B2

JP6934326B2 - 製氷機

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Publication number: JP6934326B2
Application number: JP2017109471A
Authority: JP
Inventors: 清史山岡; 龍孫; 野尻　元己; 野尻　　元己; 強飛傅
Original assignee: HOSHIZAKI KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: HOSHIZAKI KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-06-01
Also published as: JP2018204845A

Description

この発明は、例えば流下式製氷機のように、製氷運転では製氷板の表面に製氷水を流下させて氷塊を成長させ、除氷運転では製氷板の裏側に除氷水を供給すると共に、蒸発管へホットガスを供給して氷塊の離脱を促進させる製氷機において、除氷運転に際し製氷水タンクから製氷水を全て排出するモードに設定した場合に、前記蒸発管の配設される製氷板が異常に過熱するのを防止し得る構成に関するものである。

大量の氷塊を自動的に製造する製氷機が、レストランや喫茶店等の各種施設で広く使用されている。この製氷機は、求められる氷塊に応じた製氷構造の差により、例えばクローズドセル式、オープンセル式、流下式等の機種が存在する。本発明は、製氷板の上方から製氷水を流下供給することで、冷却された製氷板の表面に多数の氷塊を成長させる流下式製氷機における除氷運転方法に関するものである。そこで、流下式製氷機の概略構成を先に説明する。

図４に示す流下式製氷機１０は、氷塊１７を製造する製氷ユニット１４と、この製氷ユニット１４を冷却する冷凍回路３０とを備え、この製氷ユニット１４から離脱して落下した氷塊１７が貯氷庫１２に貯留されるようになっている。製氷ユニット１４は、垂直な縦形姿勢で対向配置した一対の縦形製氷板(製氷部)１６,１６と、両製氷板１６,１６の下方に設けられ、製氷水を貯留すると共に、両製氷板１６,１６から流下する製氷水(除氷水)を回収する製氷水タンク１８とを備えている。また、製氷ユニット１４には、冷凍回路３０の一部を構成する蒸発管ＥＰが両製氷板１６,１６間に配設されている。製氷ユニット１４は、各製氷板１６の表面(製氷面)１６ａに製氷水タンク１８から製氷水を供給する散水部(製氷水供給手段)２０と、製氷板１６における製氷面１６ａと反対側の面(裏面)に除氷水を供給する除氷水供給手段２４とを備えている。

前記製氷水タンク１８は、図４に示すように、上部が開口する箱状に形成されている。製氷水タンク１８の上部開口は、両製氷板１６,１６の直下に位置し、両製氷板１６,１６から流下する未氷結の製氷水および除氷水を回収して、製氷運転で使用する製氷水として貯留する。また、製氷水タンク１８の上部には、除氷運転に際して両製氷板１６,１６から離脱した氷塊１７を貯氷庫１２に案内する氷案内部２８が配置されている。氷案内部２８の各傾斜面には、スリット(図示せず)が開設されており、除氷水と氷塊１７とが前記氷案内部２８で分離されて、余剰の製氷水だけが製氷水タンク１８に回収される。

前記散水部２０は、製氷板１６,１６の上方に設けられ、製氷面１６ａに製氷水を散水して流下供給する製氷水散水器２２と、供給管２１を介して該製氷水散水器２２に製氷水タンク１８から製氷水を圧送する製氷水ポンプＰＭとから構成される。前記散水部２０は、製氷運転において製氷水ポンプＰＭが駆動されると、製氷水散水器２２から製氷板１６の製氷面１６ａに製氷水を供給する。また、除氷運転に際しては、製氷水ポンプＰＭを停止して製氷板１６への製氷水の供給を停止する。前記除氷水供給手段２４は、製氷水散水器２２の下方に位置して両製氷板１６,１６の間における上部に設置され、製氷板１６の裏面に除氷水を散水し得る除氷水散水器２６と、水道等の外部水源に接続する給水管２５に介挿された給水弁ＷＶとから構成される。除氷水供給手段２４は、除氷運転において給水弁ＷＶを開放することで、除氷水散水器２６から除氷水を製氷板１６の裏面に供給する一方、製氷運転時は給水弁ＷＶが閉じられて製氷板１６への除氷水の供給が停止される。

図４に示す前記冷凍回路３０は、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤおよび減圧手段としてのキャピラリーチューブＣＰと、前記製氷板１６に配設された前記蒸発管ＥＰとからなり、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤ、キャピラリーチューブＣＰおよび蒸発管ＥＰの順番で冷媒が循環するよう冷媒配管(冷媒循環管路)３１で連通接続されている。また、冷凍回路３０は、圧縮機ＣＭから蒸発管ＥＰに冷媒を直接導くバイパス管３２と、このバイパス管３２に介挿されたホットガス弁ＨＶとからなるバイパス回路を備えている。冷凍回路３０は、製氷運転に入ると、ホットガス弁ＨＶを閉じると共に、ファンＦＭを駆動して凝縮器ＣＤを空冷する。また、圧縮機ＣＭを駆動すると共にキャピラリーチューブＣＰを介して冷媒を蒸発管ＥＰに供給することにより製氷板１６を冷却し、流下供給される製氷水を凍結させて氷塊１７を製氷面１６ａに成長させる。冷凍回路３０は、除氷運転に切り替わると、圧縮機ＣＭを駆動したままファンＦＭを停止してホットガス弁ＨＶを開放することで、蒸発管ＥＰに供給されたホットガスにより製氷板１６を加熱する。

前記製氷水タンク１８には、貯留される製氷水の貯留レベル(水位)を検出するフロートスイッチＦＳが配設されている。そして、前記給水弁ＷＶの開放により供給された外部水道水(除氷水)と、前記製氷水ポンプＰＭの運転により製氷板１６へ供給された製氷水とが前記製氷水タンク１８に回収された際の水位および製氷運転の進行により次第に低減する水位を検出して、図示しない制御回路へ信号を送るようになっている。また、製氷水タンク１８の底部に排水管３４が接続され、該排水管３４の途中に排水弁ＤＶが介挿されている。

特開２０１１−１５８２１０号公報

前述したように流下式製氷機は、除氷運転に際して、製氷板１６の裏面に除氷水を流下供給すると共に、該製氷板１６に配設した蒸発管ＥＰへ冷凍回路３０からのホットガスを供給して、製氷板１６の表面に生成された氷塊１７の剥離を促進する。また製氷運転では、先の除氷運転で供給された水を貯留した製氷水タンク１８の製氷水を、製氷水ポンプＰＭにより圧送して前記製氷板１６の表面に流下供給することで氷塊１７を生成する。このようにして、前記製氷運転と除氷運転とは反復されるようになっている。なお、製氷運転の開始直後は、製氷水タンク１８は除氷運転時に供給された水で規定上限水位に達しており、前記フロートスイッチＦＳはその上限水位を検出している。

製氷水タンク１８中の製氷水を製氷水ポンプＰＭで製氷板１６に供給する製氷運転が進行すると、製氷水の一部は製氷板１６の製氷面１６ａで氷塊１７に成長するため、該製氷水タンク１８の水位は徐々に減少し、規定の下限水位に達するとフロートスイッチＦＳがこれを検知して制御回路(図示せず)に信号を送る。すると前記制御回路は、製氷が完了したと判断して、製氷運転から除氷運転に切り替え、以後同様のサイクルを反復することで同じ大きさの氷塊１７がバッチ式に大量生産される。

製氷運転から移行した除氷運転では、蒸発管ＥＰにホットガスを供給すると共に、製氷板１６に除氷水を供給して、氷塊１７の剥離を促進する。そして、前記除氷水は、製氷板１６から流下して製氷水タンク１８に供給され、該タンク中に残留している製氷水(製氷残水)への補給水となる。ところで、製氷運転と除氷運転とのサイクルを重ねると、製氷水タンク１８中の製氷水に不純物が次第に濃縮されてくる。すなわち、製氷運転に際し製氷板１６に供給された製氷水は凍結して氷塊１７になるが、この氷結する際に製氷水に含まれているカルキ等の不純物は氷塊１７から排除されるので、製氷水タンク１８に戻される未氷結水には不純物が含まれていることになる。このため、製氷水タンク１８の製氷水はサイクルの反復に伴い、次第に不純物の濃度が高くなる。

そこで、除氷運転を繰り返す何回かのサイクルの内で１回(例えば１０サイクルに１回)は、当該除氷運転に際し製氷水タンク１８の製氷残水を全て排出するモードとし、その後に新たな水を供給することで、製氷水中の不純物の濃度が上昇しないようにしている。例えば、図５のタイミングチャートに示すように、反復される各サイクルを経て、除氷運転に際し製氷水タンク１８の製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合は、ホットガス弁ＨＶを開いて蒸発管ＥＰへホットガスを供給すると共に、排水弁ＤＶを開放して製氷水タンク１８の製氷残水を排出する。製氷水タンク１８の水位を監視するフロートスイッチＦＳが、規定の下限水位を検出すると前記排水弁ＤＶを閉成すると共に、給水弁ＷＶを開放して、製氷水タンク１８へ外部からの水道水を規定の上限水位まで補給する。

このように何度も反復される除氷運転の内で、定期的または非定期的に製氷水タンク１８の製氷水を全て排出するモードを設けることは清浄な製氷水を保つ上で極めて有益であるが、これに伴い以下の欠点が指摘される。
(１)製氷水タンク１８の製氷残水を全て排除するモードを組み込んだ除氷運転は、図５から判明するように、通常の除氷運転に比較して、製氷水タンク１８から製氷残水を排出する時間が長くなる。
(２)また、製氷水タンク１８を一旦空にした後に、新たに水を規定上限水位まで補給するため給水時間も長くなる。
(３)製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ除氷運転でも、製氷板に配設した蒸発管へは除氷用にホットガスを供給しているため、このホットガス供給時間が長くなり、製氷板が異常に過熱されることになる。
(４)製氷板が異常過熱されると、該製氷板や周辺部品の破損や寿命低下を招いたり、過熱による異常昇温を感知してプロテクタが作動することがある。このときは、製氷機の運転が停止する等の不都合を生じる。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
製氷板の裏側に配設した蒸発管に冷凍サイクルからの冷媒を供給すると共に、製氷水タンクから製氷水を該製氷板の表面に流下させて氷塊を成長させる製氷運転と、前記製氷板の裏側に除氷水を流下させると共に、前記蒸発管に前記冷凍サイクルからのホットガスを供給して氷塊を該製氷板から離脱させる除氷運転とを反復する製氷機において、
前記除氷運転の内で、前記製氷水タンクに残っている製氷水を全て排出してから新たに製氷水を該製氷水タンクに供給するモードに設定した場合は、
前記製氷運転から除氷運転への切り替わりから所定時間の間に、前記蒸発管へのホットガスの供給と、前記製氷板の表面への製氷水タンクからの製氷水の供給と、前記製氷水タンクに残っている製氷水の排出とを重複して行い、
前記所定時間の後、前記製氷板への製氷水の供給を停止させると共に、前記製氷水タンクへの給水を行うようにしたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、除氷運転に際し製氷水タンクの製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合、蒸発管へホットガスを供給する時間が長くなっても、製氷板が異常に過熱されることがなくなり、該製氷板の異常過熱に伴う損傷や周辺部品の寿命低下等を生じることがない。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項２に記載の発明は、
製氷板の裏側に配設した蒸発管に冷凍サイクルからの冷媒を供給すると共に、製氷水タンクから製氷水を該製氷板の表面に流下させて氷塊を成長させる製氷運転と、前記製氷板の裏側に除氷水を流下させると共に、前記蒸発管に前記冷凍サイクルからのホットガスを供給して氷塊を該製氷板から離脱させる除氷運転とを反復する製氷機において、
前記除氷運転の内で、前記製氷水タンクに残っている製氷水を全て排出してから新たに製氷水を該製氷水タンクに供給するモードに設定した場合は、
前記製氷運転から除氷運転への切り替わりから所定時間の間に、前記製氷水タンクから前記製氷板の表面への製氷水の供給と、前記製氷水タンクに残っている製氷水の排出とを重複して行い、
次いで前記蒸発管へのホットガスの供給と、製氷水タンクへの給水とを開始するようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によっても、除氷運転に際し製氷水タンクの製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合、蒸発管へホットガスを供給する時間が長くなっても、製氷板が異常に過熱されることがなくなり、該製氷板の異常過熱に伴う損傷や周辺部品の寿命低下等を生じることがない。

本願には、次のような技術的思想が含まれる。
製氷板の裏側に配設した蒸発管に冷凍サイクルからの冷媒を供給すると共に、製氷水タンクから製氷水を該製氷板の表面に流下させて氷塊を成長させる製氷運転と、前記製氷板の裏側に除氷水を流下させると共に、前記蒸発管に前記冷凍サイクルからのホットガスを供給して氷塊を該製氷板から離脱させる除氷運転とを反復する製氷機において、
前記除氷運転の内で、前記製氷水タンクに残っている製氷水を全て排出してから新たに製氷水を該製氷水タンクに供給するモードに設定した場合は、
前記製氷運転から除氷運転へ切り替わると、前記蒸発管へのホットガスの供給を間欠的に行うようにしたことを要旨とする。
上記構成によれば、除氷運転に際し製氷水タンクの製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合、蒸発管へホットガスを供給する時間が長くなっても、製氷板が異常に過熱されることがなくなり、該製氷板の異常過熱に伴う損傷や周辺部品の寿命低下等を生じることがない。

本発明によれば、製氷機の除氷運転に際し、製氷水タンクの製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合であっても、蒸発管へ或る程度の時間に亘りホットガスが供給されても、製氷板が異常過熱することがない。このため製氷板の異常過熱に付随する製氷板や周辺部品の破損や寿命低下が未然に防止され、またプロテクタの動作による製氷機の運転ダウン等の不都合を回避し得る効果を奏する。

本発明の実施例１において反復される製氷運転および除氷運転のタイミングチャート図である。本発明の実施例２において反復される製氷運転および除氷運転のタイミングチャート図である。本発明の実施例３において反復される製氷運転および除氷運転のタイミングチャート図である。流下式製氷機の概略構造を示す説明図である。従来技術に係る製氷運転および除氷運転のタイミングチャート図である。

次に、本発明に係る製氷機の除氷運転方法につき、好適な実施例を挙げて、そのタイミングチャート図を参照しながら説明する。なお、本発明の実施例は、何れも前述した除氷運転に際し製氷水タンク中の製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合を前提とする。

実施例１に係る流下式製氷機の除氷運転方法による制御の時間的な推移を、図１のタイミングチャートに示す。図１には、図４に示したホットガス弁ＨＶ、製氷水ポンプＰＭ、給水弁ＷＶ、フロートスイッチＦＳおよび排水弁ＤＶの時間的なオン・オフ動作が表示されている。また、左から右への３列は、通常の製氷運転→除氷運転→製氷運転の各サイクルを示し、最も右側の欄は除氷運転において製氷水タンクの製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ場合を示している。

実施例１は、図１における前記全排水モードを組み込んだ除氷運転の制御に関するものであるので、この制御工程につき説明する。前工程の製氷運転が終了して今回の除氷運転(全排水モード)に切り替わると、ホットガス弁ＨＶが開放して前記蒸発管ＥＰへ冷凍回路３０からのホットガスを供給して前記製氷板１６を加熱すると共に、排水弁ＤＶも開放して製氷水タンク１８の製氷残水を排水管３４を介して外部へ排出する。

また同時に、製氷水ポンプＰＭを駆動して製氷水タンク１８に残留している製氷残水を前記散水部２０へ圧送し、該散水部２０から製氷残水を製氷板１６の裏面へ流下供給する。このとき製氷水タンク１８の製氷残水の排出は開始されているが、未だタンクには残留しているので、製氷板１６への製氷残水の供給には支障がなく、また製氷残水は前工程の製氷運転で充分に冷却されている。従って、前記蒸発管ＥＰへのホットガスの供給により製氷板１６は加熱されるが、製氷残水の供給がなされることにより過大に異常過熱されるのが制御される。

前記開放している排水弁ＤＶは、制御回路で予め設定した規定の時間が経過すると閉成して、製氷水タンク１８からの製氷残水の排出を停止する。また、このタイミングで給水弁ＷＶが開放して、外部水道系からの水を製氷水タンク１８に供給する。製氷水タンク１８に新たに供給された製氷水の水位が上昇し、規定の上限レベルに達すると前記フロートスイッチＦＳがこれを検出して前記給水弁ＷＶを閉成して給水を停止する。

この実施例１によれば、製氷水タンク１８の製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ除氷運転に入ってホットガスにより製氷板が加熱される時間が長くなっても、製氷水タンク１８からの製氷残水が製氷板１６に所定時間だけ供給されるので、該製氷板１６の過熱が防止される。

本発明に係る除氷運転方法の実施例２を、図２のフローチャートを参照して説明する。図２のフローチャートの概略は、図１に関して説明したところと同じである。前工程の製氷運転が終了して今回の除氷運転(全排水モード)に切り替わると、製氷水ポンプＰＭが駆動されて製氷水タンク１８に残留している冷却された製氷残水を前記散水部２０を介して製氷板１６の裏面に供給して、該製氷板１６を冷却する。また同時に、排水弁ＤＶも開放して製氷水タンク１８の製氷残水を排水管３４を介して外部へ排出する。

前記製氷水ポンプＰＭを制御回路で設定した所定時間だけ駆動した後、その時間が経過すると製氷水ポンプＰＭの回転を停止して製氷板１６の製氷残水の供給を停止する。また、排水弁ＤＶもそのタイミングで閉成して製氷水タンク１８からの製氷残水の排出を完了し、次いで給水弁ＷＶが開放して、外部水道系からの水を製氷水タンク１８に供給する。製氷水タンク１８に新たに供給された製氷水の水位が上昇し、規定の上限レベルに達すると前記フロートスイッチＦＳがこれを検出して前記給水弁ＷＶを閉成して給水を停止する。

この実施例２によれば、製氷水タンク１８の製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ除氷運転に入ってホットガスにより製氷板１６が加熱される時間が長くなっても、製氷水タンク１８からの製氷残水が製氷板１６に所定時間だけ供給されるので、該製氷板１６の過熱が防止される。

本発明に係る除氷運転方法の実施例３を、図３のフローチャートに関して説明する。この図３のフローチャートは、図４に示した従来の製氷機の各サイクルと基本的に同じであるが、製氷水タンク１８の製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ除氷運転において、蒸発管ＥＰへホットガスを供給する態様だけが相違している。すなわち、ホットガス弁ＨＶは除氷運転中に全開しておくのではなく、所定時間を置いた開閉を間欠的に行うものである。すなわち、前工程の製氷運転が終了して今回の除氷運転(全排水モード)に切り替わると、ホットガス弁ＨＶを間欠的に開閉して、蒸発管ＥＰへのホットガスの供給を間欠的に行う。

この実施例３によれば、製氷水タンク１８の製氷残水を全て排出するモードを組み込んだ除氷運転に入って、ホットガスによる製氷板１６の加熱時間が長くなっても、ホットガスの供給は間欠的になされるものであるから、該製氷板１６の過熱が防止される。

１６製氷板(製氷部)，１７氷塊，１８製氷水タンク，ＥＰ蒸発管

Claims

製氷板(16)の裏側に配設した蒸発管(EP)に冷凍サイクルからの冷媒を供給すると共に、製氷水タンク(18)から製氷水を該製氷板(16)の表面に流下させて氷塊(17)を成長させる製氷運転と、前記製氷板(16)の裏側に除氷水を流下させると共に、前記蒸発管(EP)に前記冷凍サイクルからのホットガスを供給して氷塊(17)を該製氷板(16)から離脱させる除氷運転とを反復する製氷機において、
前記除氷運転の内で、前記製氷水タンク(18)に残っている製氷水を全て排出してから新たに製氷水を該製氷水タンク(18)に供給するモードに設定した場合は、
前記製氷運転から除氷運転への切り替わりから所定時間の間に、前記蒸発管(EP)へのホットガスの供給と、前記製氷板(16)の表面への製氷水タンク(18)からの製氷水の供給と、前記製氷水タンク(18)に残っている製氷水の排出とを重複して行い、
前記所定時間の後、前記製氷板(16)への製氷水の供給を停止させると共に、前記製氷水タンク(18)への給水を行うようにした
ことを特徴とする製氷機。
製氷板(16)の裏側に配設した蒸発管(EP)に冷凍サイクルからの冷媒を供給すると共に、製氷水タンク(18)から製氷水を該製氷板(16)の表面に流下させて氷塊(17)を成長させる製氷運転と、前記製氷板(16)の裏側に除氷水を流下させると共に、前記蒸発管(EP)に前記冷凍サイクルからのホットガスを供給して氷塊(17)を該製氷板(16)から離脱させる除氷運転とを反復する製氷機において、
前記除氷運転の内で、前記製氷水タンク(18)に残っている製氷水を全て排出してから新たに製氷水を該製氷水タンク(18)に供給するモードに設定した場合は、
前記製氷運転から除氷運転への切り替わりから所定時間の間に、前記製氷水タンク(18)から前記製氷板(16)の表面への製氷水の供給と、前記製氷水タンク(18)に残っている製氷水の排出とを重複して行い、
次いで前記蒸発管(EP)へのホットガスの供給と、製氷水タンク(18)への給水とを開始するようにした
ことを特徴とする製氷機。